package com.xzz.lru;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @author: hhz
 * @createDate: 2021-4-21
 * 实现一个最近最少使用算法
 * 思路
 * 为了知道最不经常使用缓存数据是哪个，我们可以用链表来存储，接近头部的是最近刚使用的，接近尾部的是最不经常使用的。该缓存还要删除最近不经常使用的节点，需要使用双向链表更方便。
 *
 * GET 以及 PUT 都要满足时间复杂度O(1)，唯一可以想到的就是HashMap了。
 *
 * 在删除尾部节点时，也要删除 HashMap 里的键值对，所以，节点中不仅要存储value，也需要存储 key。
 *
 * 为了操作方便，我们给双向链表给定一个预设的head节点和一个tail节点。
 *
 * HashMap 在这里主要角色是缓存容器，双向链表则是用来记录缓存数据是否最近使用过。
 */
public class MyLRUDemo {
    class Node<K, V> {
        K key;
        V value;
        Node<K, V> prev;
        Node<K, V> next;
        Node() {
            this.prev = this.next = null;
        }
        Node(K key, V value) {
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.prev = this.next = null;
        }
    }
    class DoubleLinkedList<K, V> {
        Node<K, V> head;
        Node<K, V> tail;

        DoubleLinkedList(){
            head = new Node<>();
            tail = new Node<>();
            head.next = tail;
            tail.prev = head;
        }
        public void addHead(Node<K, V> node){
            node.prev = head;
            node.next = head.next;
            head.next.prev = node;
            head.next = node;

        }
        public void removeNode(Node<K, V> node){
            node.prev.next = node.next;
            node.next.prev = node.prev;
            node.next = null;
            node.prev = null;
        }
        public Node<K, V> getLast(){
            return tail.prev;
        }
    }
    private int capacity;
    Map<Integer,Node<Integer, Integer>> map;
    DoubleLinkedList<Integer, Integer> doubleLinkedList;
    MyLRUDemo(int capacity){
        this.capacity = capacity;
        this.map = new HashMap<>();
        this.doubleLinkedList = new DoubleLinkedList<>();
    }
    public int get(int key){
        if(!map.containsKey(key)){
            return -1;
        }
        Node<Integer, Integer> node = map.get(key);
        doubleLinkedList.removeNode(node);
        doubleLinkedList.addHead(node);
        return node.value;
    }
    public void put(int key,int value){
        if(map.containsKey(key)){
            Node<Integer, Integer> node = map.get(key);
            node.value = value;
            map.put(key,node);
            doubleLinkedList.removeNode(node);
            doubleLinkedList.addHead(node);
        }else {
            if(map.size() == capacity){
                Node<Integer, Integer> lastNode = doubleLinkedList.getLast();
                map.remove(lastNode.key);
                doubleLinkedList.removeNode(lastNode);
            }
            Node<Integer, Integer> newNode = new Node<>(key, value);
            map.put(key,newNode);
            doubleLinkedList.addHead(newNode);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        MyLRUDemo myLRUDemo = new MyLRUDemo(3);
        myLRUDemo.put(1,1);
        myLRUDemo.put(2,2);
        myLRUDemo.put(3,3);
        System.out.println(myLRUDemo.map.keySet());
        myLRUDemo.put(4,4);
        System.out.println(myLRUDemo.map.keySet());
        myLRUDemo.put(3,3);
        System.out.println(myLRUDemo.map.keySet());
        myLRUDemo.put(5,5);
        System.out.println(myLRUDemo.map.keySet());
        myLRUDemo.put(6,6);
        System.out.println(myLRUDemo.map.keySet());
    }
}
